珊瑚礁不能承受人類活動干擾之痛

海洋保護區內的珊瑚礁（上）和允許捕魚的藻類覆蓋的珊瑚礁（下）。圖片來源：《自然—生態與進化》

　　全世界的珊瑚礁如今正經歷著一場前所未有的大規模“團滅”，光芒漸失。

　　珊瑚礁及其形成的生態系統嚴重退化的同時，也伴隨著珊瑚物種多樣性的加速減少。但我們卻并不了解這將會帶來怎樣嚴重的后果。

　　近日，澳大利亞聯邦環境部部長梅利莎·普賴斯宣布，澳大利亞特有物種珊瑚裸尾鼠已經滅絕。相關報告指出，人類活動導致的氣候變化是該物種滅絕的主要原因。氣候變化造成海平面上升和極端天氣事件頻發，使得珊瑚裸尾鼠棲息地布蘭布爾礁多次被海水淹沒，生存“家園”遭到嚴重破壞。

　　事實上，這并不是第一個因珊瑚礁被毀而滅絕的物種。布蘭布爾礁位于大堡礁的最北端，有“自然遺產”之稱的大堡礁是世界上珊瑚礁最為集中的地區，近幾十年來，由于其屢遭破壞而持續退化，不斷有物種被宣告進入“瀕危”“極危”狀態，甚至永久滅絕。

　　除了大堡礁，世界各地的珊瑚礁生態系統也都面臨著同樣的困境。科學家們早已形成共識：保護物種，最重要的是保護它們的生存環境，珊瑚礁更是如此。近期《自然—生態與進化》聚焦珊瑚礁生態系統，講述它正經歷的“陣痛”，警示人類必須有所為、有所不為。

　　珊瑚物種多樣性很重要

　　廣闊而蔚藍的海洋中，一團團一簇簇的珊瑚礁千姿百態，猶如顆顆璀璨明珠。

　　在科學家眼中，珊瑚礁是“海底城市”，是“海洋中的熱帶雨林”。“珊瑚礁是地球上生物多樣性最豐富的生態系統之一，許多稀有物種，尤其是海洋生物依傍而生，是整個海洋經濟資源的主要依靠和來源之一。”全球珊瑚礁普查中國大陸區總干事、廣東海洋大學深圳研究院珊瑚保育中心主任廖寶林告訴《中國科學報》。僅在地球南北緯25度范圍內生存的珊瑚礁卻“養育”了四分之一的海洋生物。

　　然而，全世界的珊瑚礁如今正經歷著一場前所未有的大規模“團滅”，光芒漸失。

　　珊瑚礁及其形成的生態系統嚴重退化的同時，也伴隨著珊瑚物種多樣性的加速減少。但我們卻并不了解這將會帶來怎樣嚴重的后果。

　　過去的16個月里，美國佐治亞理工學院生物科學學院杰出教授馬克·海伊與同事在斐濟一個正在退化、以大型藻類為主的珊瑚島礁上的人造園林里做了一個實驗，調查珊瑚物種多樣性如何影響珊瑚及其競爭者大型藻類的定居、生長和死亡率。研究人員發現，珊瑚多樣性的喪失會抑制剩余珊瑚的生長和生存，促進大型藻類的繁衍，從而導致珊瑚礁的退化。

　　研究人員指出，生物多樣性是增強生態系統功能的重要措施。要想恢復受到重大損害的珊瑚礁，不僅取決于珊瑚的生長和幼體的補充，也取決于原有和補充的珊瑚的多樣性，以及物種間如何相互作用。不同物種間可“聯手對抗”破壞性競爭對手，同時繁衍自身和增強生存能力。

　　事實上，珊瑚多樣性影響著海洋生態環境的基礎。“造礁石珊瑚是珊瑚礁的主要建造者，可以提供各種立體生境，這是因為造礁石珊瑚依賴好的環境，當珊瑚死亡后，其構建的立體生境很快就會崩塌消失，無法為海洋生物庇護，魚類多樣性往往也會減少。”海南大學海洋學院教授李秀保告訴《中國科學報》，“良好的海洋環境條件是維持珊瑚礁生物多樣性的重要前提。”

　　為什么珊瑚物種更豐富的珊瑚礁會生長得更快？

　　美國史密森尼博物院Tennenbaum海洋觀測網絡主任埃米特·杜菲解釋，一般而言，所有物種在資源使用的方式上都存在一定程度的差異，這種生態位分化減少了物種間的競爭，從而有利于物種的共存。在生態系統層面，當一個地點被多個物種占據時，通常會導致對可用資源的更充分利用，從而更有效地轉化為生物量。“來自浮游生物、海洋無脊椎動物、草地植物以及近年來熱帶珊瑚的數據都驗證了這一說法。”

　　漁業與珊瑚礁

　　健康的珊瑚礁生態系統對人類維持生計的漁業資源來說十分重要。

　　日前，國際珊瑚礁學會發布了美國國家海洋和大氣管理局更新版本的《珊瑚礁保護戰略規劃》，其中指出，全球約5億人依靠海岸線、珊瑚礁維持生計，如果減少50％的珊瑚礁棲息地估計會對10億依靠漁業生活的人產生影響。

　　珊瑚礁生態系統身負重任，但卻極其脆弱，尤其難以承受人類活動干擾“之重”。

　　“人類過度捕撈打破了健康珊瑚礁生態系統的平衡。”李秀保指出，維持健康珊瑚礁生態系統，一方面不能有過高營養鹽，以免大型海藻擴繁；另一方面魚類不能太少，每公頃海域至少保持600kg的魚類生物量。“魚類與珊瑚礁之間存在正響應和相互依賴的關系。珊瑚礁魚類可在珊瑚礁覓食、棲息、繁衍、躲避敵害等；同時，魚類可以使珊瑚礁維持健康的狀態。”

　　一項最新研究強調了魚類物種多樣性的重要性。英國蘭卡斯特大學蘭卡斯特環境中心教授詹姆斯·羅賓遜與同事以塞舌爾珊瑚礁漁業為例，分析了此地包括魚類多樣性、捕獲量及其棲息地20余年的數據后發現，珊瑚礁白化后，雖然漁獲總量和平均漁獲量保持或增加，但可捕獲的魚類物種多樣性在減少，漁業在空間和時間上捕獲物的變化和不可預測性增加。

　　這種不穩定性對漁民來說并不是一件好事，珊瑚礁漁業前景不容樂觀。

　　“魚類多樣性減少，尤其是經濟價值高的肉食性魚類減少、更難捕撈，而價值較低的草食性的魚類增多了，這可能會影響漁民收入和對當地海鮮市場的供應。”李秀保解釋，退化的珊瑚礁為大型藻類提供生長空間，生殖周期短的草食性魚類獲得更多食物，其數量和生物量在塞舌爾增加了。

　　然而，我們并不能因此放松警惕。事實上，據該研究數據顯示，一旦大型藻類的覆蓋率超過70%的臨界值，可消耗海藻的魚類的數量也會下降。研究人員指出，在珊瑚礁退化的極端條件下，即低復雜度和巨量大型海藻覆蓋下，所有魚類物種均呈下降趨勢。

　　此外，對于該研究中出現漁獲量增加的現象，李秀保認為，塞舌爾是非洲東部的一個小島，這里的捕魚方式較為傳統，捕撈強度不大，過去20年的研究發現，它與其他地方不太一樣。“如果在中國近岸區域，隨著珊瑚礁的退化，不大可能出現這種結果。”

　　保護與修復道阻且長

　　魚類多樣性的減少不僅影響漁民經濟收入，還打破了食物鏈結構，導致生態系統受損，從而形成惡性循環。

　　美國田納西大學生態學與進化生物學系研究人員塞繆爾·博爾斯坦等人從珊瑚礁魚類飲食與進化關系，及其對珊瑚礁生態系統影響的角度進行了研究。結果發現，過度捕撈肉食性魚類和草食性魚類，嚴重降低了珊瑚礁魚類功能的多樣性，可能使珊瑚礁生態系統喪失持續生存所必需的關鍵功能角色，從而導致系統發育多樣性的喪失，弱化其適應進化的能力。

　　研究人員解釋稱，根據研究數據顯示，肉食性魚類和草食性魚類分別處在食物鏈的兩個極端，有著專門的“獵物”作為營養來源以及獨特的身體特征、捕獲方式，其功能性狀更多樣化，進化速度更快。“未來的漁業管理中，急需結合進化生態學及生物功能性狀，確保生態系統功能的可持續性和未來的多樣化。”

　　剛剛過去的2018年，是第三個“國際珊瑚礁年”。與20年前相比，珊瑚礁及其相關生態系統的現狀再一次警示人們，保護與修復行動刻不容緩。

　　全球珊瑚礁領域的科學家們從不同角度尋找不同方法嘗試修復珊瑚礁，但前路卻荊棘重重。或許，人工修復珊瑚礁的速度趕不上其消亡速度。

　　“在大自然面前，人的力量還是很渺小的。”李秀保坦言，由于存在許多技術限制，導致成本太高，目前尚未找到一種能夠大面積、快速修復退化珊瑚礁的方法，有些區域甚至根本無法人工修復。“應該更多從保護做起，消除引起珊瑚礁退化的因素，讓生態系統發揮功能，促進珊瑚礁自然恢復。當然，在諸如礁盤破碎化的一些區域，需要采取人工措施修復，靠自然恢復太難。”

　　廖寶林表示，事實上，只要能做到減緩現有珊瑚礁的退化趨勢，就能達到較為理想的狀態，“以自然修復為主，加上人工干預，雖然需要一定的時間，但還是可以看到其慢慢恢復的希望”。

　　相關論文信息：

　　DOI:10.1038/s41559-018-0715-z

　　DOI:10.1038/s41559-018-0752-7

　　DOI:10.1038/s41559-018-0725-x